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動作検出装置、膝固定解除装置および下肢装具 実績あり

国内特許コード P120007436
整理番号 S2011-0020-N0
掲載日 2012年5月1日
出願番号 特願2010-229019
公開番号 特開2012-081018
登録番号 特許第5760196号
出願日 平成22年10月8日(2010.10.8)
公開日 平成24年4月26日(2012.4.26)
登録日 平成27年6月19日(2015.6.19)
発明者
  • 蜂須賀 研二
  • 奥村 克博
  • 渡邉 恭弘
  • 古賀 文隆
出願人
  • 学校法人産業医科大学
  • 福岡県
発明の名称 動作検出装置、膝固定解除装置および下肢装具 実績あり
発明の概要 【課題】簡便かつ軽量であって、使用者の意図しない動作をも考慮して膝関節の固定を解除できる、安全性の高い動作検出装置、膝固定解除装置および下肢装具を提供する。
【解決手段】本発明の動作検出装置1は、使用者の足底の爪先側に設けられ、足底の爪先側の接地および離隔の少なくとも一方を検出する爪先センサー2と、足底の踵側に設けられ、足底の踵側の接地および離隔の少なくとも一方を検出する踵センサー3と、爪先センサー2からの第1信号と踵センサー3からの第2信号とによって、足底の複数の接地パターンを検出する検出部5と、複数の接地パターンの内、足底が地面から離隔している状態(以下、「遊脚状態」という)を判定し、使用者の複数の動作パターンに基づいて、遊脚状態であることに加えて使用者が歩行中である状態(以下、「歩行遊脚状態」という)を判定する判定部6と、を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


脳卒中やポリオなどによって、下肢(特に膝関節の伸展)に障害を有する下肢麻痺者は、装具や歩行補助装置などを用いて、歩行の支援を受ける。下肢麻痺者が膝関節機能(膝の伸展・屈曲)や足関節機能(足の背屈・底屈)に著しい障害を有する場合、大腿部から下腿部、さらには足底にかけて下肢を支持あるいは固定する長下肢装具が用いられる。



このような長下肢装具は、装具使用者の膝関節を固定する膝継手機構を組み込むことが多い。下肢、特に膝関節機能に障害を有する使用者が、膝関節を固定しないで立位・歩行を行うと、立位が不安定となり歩行時に膝折れを生じる危険性がある。膝関節が固定されることで、障害側下肢で体を支えることができ、安心して歩くことができるようになる。



一方で、長下肢装具によって膝関節が固定されていると、使用者は歩行遊脚期に膝が固定されているので伸び上がるか回すようにして下肢を振り出さざるを得なくなる。平坦な地面や床面を歩行する際に、意識して下肢を振り出すことは、使用者にとって精神的にも肉体的にも負担である。また、階段を昇降する場合には、膝関節が固定されていると不便である。



このような状況下において、使用者の動作状態の検出により、歩行を補助する装置の動作が使用者の動作状態に最適化される技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。加えて、使用者の動作状態が検出されることで、必要に応じて膝関節の固定を解除したり膝関節の回動が制御されたりする技術が提案されている(例えば、特特許文献2、特許文献3参照)。

産業上の利用分野


本発明は、下肢麻痺、特に膝関節の伸展が困難な者の歩行や動作を検出する動作検出装置、この動作検出装置を備える膝固定解除装置、およびこの膝固定解除装置を備える下肢麻痺者の歩行を補助する下肢装具に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
使用者の足底の爪先側に設けられ、足底の爪先側の接地および離隔の少なくとも一方を検出する爪先センサーと、
前記足底の踵側に設けられ、足底の踵側の接地および離隔の少なくとも一方を検出する踵センサーと、
前記爪先センサーからの第1信号と前記踵センサーからの第2信号とによって、前記足底の複数の接地パターンを検出する検出部と、
前記複数の接地パターンの内、前記足底が地面から離隔している状態(以下、「遊脚状態」という)を判定し、前記使用者の複数の動作パターンに基づいて、前記遊脚状態であることに加えて前記使用者が歩行中である状態(以下、「歩行遊脚状態」という)を判定する判定部と、を備え、
前記複数の動作パターンは、
(第1条件)判定対象となる前記遊脚状態の時間的に直前における前記接地パターンの種類、
(第2条件)判定対象となる前記遊脚状態の時間的に前における所定の種類の前記接地パターンの継続時間、
(第3条件)判定対象となる前記遊脚状態の時間的に前における所定の接地パターンから異なる接地パターンへの変移時間、
(第4条件)判定対象となる前記遊脚状態と、該遊脚状態の時間的に前における遊脚状態との間における接地パターンの出現順序、
の、(第1条件)、(第2条件)、(第3条件)および(第4条件)の少なくとも一つを含み、
前記第1条件、前記第2条件、前記第3条件および前記第4条件のいずれを用いるかを選択する、選択部を更に備える動作検出装置。

【請求項2】
前記検出部は、
前記第1信号および前記第2信号のそれぞれが「接地」を示す場合には、前記接地パターンを、「足底接地状態」と判断し、
前記第1信号が「離隔」を示し、前記第2信号が「接地」を示す場合には、前記接地パターンを、「踵接地状態」と判断し、
前記第1信号が「接地」を示し、前記第2信号が「離隔」を示す場合には、前記接地パターンを、「爪先接地状態」と判断し、
前記第1信号および前記第2信号のそれぞれが「離隔」を示す場合には、前記接地パターンを、「遊脚状態」と判断する、請求項1記載の動作検出装置。

【請求項3】
前記判定部は、前記第1条件に基づく場合では、
判定対象となる前記遊脚状態の直前の接地パターンが前記踵接地状態および前記足底接地状態のいずれかである場合には、該遊脚状態を非歩行遊脚状態として判定し、
直前の接地パターンが前記爪先接地状態である場合には、該遊脚状態を、歩行遊脚状態として判定する、請求項2記載の動作検出装置。

【請求項4】
前記判定部は、前記第2条件に基づく場合では、
判定対象となる前記遊脚状態の直前の接地パターンの継続時間が、第1時間以上である場合および第2時間未満である場合のいずれかにおいては、該遊脚状態を、非歩行遊脚状態であると判定し、
前記第2時間以上前記第1時間未満である場合には、該遊脚状態を、歩行遊脚状態であると判定し、
前記第1時間は、前記第2時間よりも長い、請求項2又は3記載の動作検出装置。

【請求項5】
前記判定部は、前記第2条件に基づく場合では、
判定対象となる前記遊脚状態の時間的に前の前記足底接地状態が、第1時間以上である場合および第2時間未満である場合のいずれかにおいては、該遊脚状態を、非歩行遊脚状態であると判定し、
前記第2時間以上前記第1時間未満である場合には、該遊脚状態を、歩行遊脚状態であると判定し、
前記第1時間は、前記第2時間よりも長い、請求項2又は3記載の動作検出装置。

【請求項6】
前記判定部は、前記第3条件に基づく場合では、
判定対象となる前記遊脚状態の時間的に前における前記踵接地状態から前記足底接地状態までの変移時間が、第1時間以上である場合および第2時間未満である場合のいずれかにおいては、該遊脚状態を、非歩行遊脚状態であると判定し、
前記第2時間以上前記第1時間未満である場合には、該遊脚状態を、歩行遊脚状態であると判定し、
前記第1時間は、前記第2時間よりも長い、請求項2から5のいずれか記載の動作検出装置。

【請求項7】
前記判定部は、前記第3条件に基づく場合では、
前記判定対象となる前記遊脚状態の時間的に前における前記足底接地状態から前記爪先接地状態までの変移時間が、第1時間以上である場合および第2時間未満である場合のいずれかにおいては、該遊脚状態を、非歩行遊脚状態であると判定し、
前記第2時間以上前記第1時間未満である場合には、該遊脚状態を、歩行遊脚状態であると判定し、
前記第1時間は、前記第2時間よりも長い、請求項2から5のいずれか記載の動作検出装置。

【請求項8】
前記判定部は、前記第4条件に基づく場合では、
判定対象となる前記遊脚状態と該遊脚状態の時間的に前における前記遊脚状態との期間の接地パターンが、前記踵接地状態、前記足底接地状態および前記爪先接地状態の順序である場合には、該遊脚状態を、非歩行遊脚状態であると判定し、
判定対象となる前記遊脚状態と該遊脚状態の時間的に前における前記遊脚状態との期間の接地パターンが、前記足底接地状態および前記爪先接地状態の順序である場合には、該遊脚状態を、歩行遊脚状態であると判定する、請求項2から7のいずれか記載の動作検出装置。

【請求項9】
前記選択部は、前記使用者によって制御される、請求項1から8のいずれか記載の動作検出装置。

【請求項10】
前記爪先センサーおよび前記踵センサーの少なくとも一方は、圧力センサー、温度センサー、距離センサーおよび光センサーの少なくとも一つを備える、請求項1からのいずれか記載の動作検出装置。

【請求項11】
請求項1から10のいずれか記載の動作検出装置と、
前記使用者の膝関節を固定する固定部の固定を解除する解除部と、を備え、
前記解除部は、前記動作検出装置からの検出結果に基づいて、前記固定部による固定を解除する膝固定解除装置。

【請求項12】
前記解除部は、前記動作検出装置からの検出結果が「歩行遊脚状態」を示す場合には、前記固定部による固定を解除する、請求項11記載の膝固定解除装置。

【請求項13】
前記解除部は、前記使用者によって強制的に固定を解除する強制解除機構を備える、請求項11又は12記載の膝固定解除装置。

【請求項14】
請求項11から13のいずれか記載の膝固定解除装置と、
前記使用者の膝関節を固定する固定部と、
前記使用者の大腿および下腿の少なくとも一部を覆う本体部と、を備える膝固定解除機能付き下肢装具。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010229019thum.jpg
出願権利状態 登録


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